EP0336992A1 - Method and device for testing the operation of a cryogenic pump - Google Patents

Method and device for testing the operation of a cryogenic pump Download PDF

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EP0336992A1
EP0336992A1 EP88105857A EP88105857A EP0336992A1 EP 0336992 A1 EP0336992 A1 EP 0336992A1 EP 88105857 A EP88105857 A EP 88105857A EP 88105857 A EP88105857 A EP 88105857A EP 0336992 A1 EP0336992 A1 EP 0336992A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cryopump
temperature
stage
cold
diagnostic device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP88105857A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Ulrich Dr. Häfner
Manfred Klotz
Wilhelm Strasser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Leybold AG filed Critical Leybold AG
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Priority to JP1087177A priority patent/JPH0211870A/en
Priority to US07/337,670 priority patent/US4958499A/en
Publication of EP0336992A1 publication Critical patent/EP0336992A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
    • F04B37/08—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00—Pumps
    • Y10S417/901—Cryogenic pumps

Definitions

  • the invention relates to a method for checking the function of a refrigerator-operated cryopump with a cold head with at least one cold stage, which is equipped with a pump surface.
  • the invention also relates to a cryopump and to an apparatus for carrying out this method.
  • cryopump In the industrial use of refrigerator-operated cryopumps, it is often difficult to determine whether a malfunction indicated by the cryopump (poor end temperature, rise in temperatures or the like) is justified in the cryopump itself or has arisen as a result of external changes. On the basis of this ignorance, hasty and expensive measures are sometimes taken (pump replacement or the like) that would be avoidable if more information were provided.
  • the present invention is based on the object of specifying a method of the type mentioned at the outset and a device or cryopump suitable for carrying out this method, which allow the function of a cryopump to be checked.
  • this object is achieved in that data of the cryopump are queried under different operating states and in that the queried data are compared with target data. Based on the comparison of the queried data with the target data, it can be determined whether e.g. B. a poor performance of Refrigerators of the cryopump itself is present or whether there have been external changes, e.g. B. a change in gas composition, a changed gas load, a changed radiation load or the like.
  • a typical procedure for diagnosing a cryopump is e.g. B. the following: First, the cryopump is regenerated, pre-pumped to approx. 10 ⁇ 2 mbar and then cold-run with the high vacuum valve closed. The temperature profile of the refrigeration level of the refrigerator is monitored or recorded during the cold operation. If it is a cryopump with several cooling levels, it is advisable to record the temperature of all cooling levels. If the development of the temperatures over time is too slow or the time until the specific temperature is to be reached is too long (i.e. greater than known reference values), there may be an inadmissible heat source or a leak. Another possibility is that the refrigerator itself has poor performance.
  • the net cooling capacity of the cooling stage (s) can be measured to further determine the function of the pump. This can e.g. B. happen that the cold stages are heated with the help of a manually or automatically controlled heating output and the temperature of the cold stages is observed. If the net cooling capacity is lower than the typical, known reference values for the respective pump, the refrigerator will no longer provide sufficient performance.
  • the cryopump 1 with the housing 2 shown in the figure comprises the only partially illustrated two-stage refrigerator 3, the cooling stages of which are designated 4 (first stage) and 5 (second stage).
  • the pot-shaped pump surface or shield 6 is fastened in a heat-conducting manner, so that it encloses the interior 8 of the pump together with the baffle 7 carried and cooled by the shield 6.
  • the pump surfaces 10 of the second refrigerator stage which are connected to the second cooling stage 5 with good thermal conductivity.
  • the inlet opening 9 of the pump equipped with the baffle 7 is preceded by a schematically illustrated valve 11. It comprises a fixed disk 12 and a rotatable disk 13, each of which has essentially radial slot openings. The valve can be actuated by rotating the disk 13.
  • the housing 2 of the cryopump 1 is equipped with a connecting piece 14 which carries a monitoring device designated by 15.
  • a monitoring device designated by 15 there is a circuit for supplying electrical heating devices 16 and 17 with which the cooling stages 4 and 5 of the two-stage refrigerator 3 are equipped.
  • a vacuum-tight bushing 23 is provided for the connecting lines 18 and 19 between the monitoring device 15 and the heating devices 16, 17 in the region of flanges 21, 22 on the supply device 15 and on the connecting piece 14.
  • thermosensor 24 and 25 In the cryopump there are also temperature sensors 24 and 25 (one each is provided on the cold stages 4 and 5), the measuring lines 26 and 27 of which likewise lead to the monitoring device 15. Finally, a pressure sensor 28 is also accommodated in the pump 1, the measuring line 29 also leading to the monitoring device 15.
  • the monitoring device 15 is equipped with sockets 31 to 34, into which plugs 35 to 38 of the diagnostic device 39 can be inserted. Plug 31 and socket 25 are used for power supply.
  • the socket 31 is to be supplied with voltage from another power source (plug 41).
  • the heaters 16, 17 can then z. B. serve the regeneration of the pump surfaces 6, 7, 10 of the cryopump 1.
  • the diagnostic device 39 is equipped with instruments 42 to 44 which allow the values supplied by the sensors 24, 25 and 28 to be read.
  • the scales 42 and 43 are used to display the temperatures T1 and T2.
  • the scale 44 shows the pressure prevailing in the pump.
  • the pressure measuring device 44 in the diagnostic device is not required if the cryopump itself - as is often the case - is equipped with a pressure measuring device.
  • Two further instruments 45 and 46 each with a potentiometer, adjustable with the knobs 47, 48, are provided. With the help of these instruments, the heating power of the heating devices 16 and 17 is adjustable and measurable. This makes it possible to measure the net cooling capacity of the two cooling stages 4 and 5. This is done in such a way that the cold heads are brought to a certain temperature (e.g. 80 K at the first stage and 20 K at the second stage). The heating capacity required for this is the net cooling capacity of the pump.
  • the diagnostic device 39 is first connected to the supply device 15 by inserting the plugs shown into the associated sockets. Depending on the condition of the cryopump to be examined, a complete diagnosis begins either with regeneration of the cryopump or with cold driving, if necessary also during the pumping process.
  • the temperature change or the time at which certain temperatures can be observed can be achieved. If these values do not match the target values, the refrigerator itself may be defective.
  • the measurement of the net cooling capacity of the cooling stages also provides information about this point. The simultaneous observation of the pressure enables statements about the tightness of the valve 11 or other possible leaks at flange connections, at the cryopump safety valve or the like.

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Abstract

The invention relates to a method for testing the operation of a cryogenic pump (1) having a cold head with at least one refrigerating stage (4, 5) which is equipped with a pumping surface (6, 10); various data of the cryogenic pump (1) are sampled under various operating conditions, in particular the net refrigerating power of the refrigerating stage; these data are compared to setpoint data; the invention furthermore relates to a diagnostic instrument (39) by means of which the test method is carried out. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überprüfung der Funktion einer refrigeratorbetriebenen Kryopumpe mit einem Kaltkopf mit mindestens einer Kältestufe, die mit einer Pumpflä­che ausgerüstet ist. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Kryopumpe und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for checking the function of a refrigerator-operated cryopump with a cold head with at least one cold stage, which is equipped with a pump surface. The invention also relates to a cryopump and to an apparatus for carrying out this method.

Beim industriellen Einsatz von refrigeratorbetriebenen Kryopumpen ist es häufig schwierig, festzustellen, ob ein von der Kryopumpe angezeigtes Fehlverhalten (schlechte Endtemperatur, Anstieg der Temperaturen o. ä.) in der Kryopumpe selbst begründet ist oder sich auf Grund externer Veränderungen ergeben hat. Aus dieser Unkenntnis heraus werden gelegentlich vorschnelle und teure Maßnahmen ergriffen (Pumpenaustausch oder dergleichen), die bei mehr Informationen vermeidbar wären.In the industrial use of refrigerator-operated cryopumps, it is often difficult to determine whether a malfunction indicated by the cryopump (poor end temperature, rise in temperatures or the like) is justified in the cryopump itself or has arisen as a result of external changes. On the basis of this ignorance, hasty and expensive measures are sometimes taken (pump replacement or the like) that would be avoidable if more information were provided.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine für die Durch­führung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung bzw. Kryopumpe anzugeben, welche es erlauben, die Funktion einer Kryopumpe zu überprüfen.The present invention is based on the object of specifying a method of the type mentioned at the outset and a device or cryopump suitable for carrying out this method, which allow the function of a cryopump to be checked.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß unter verschiedenen Betriebszuständen Daten der Kryopumpe abgefragt werden und daß die abgefragten Daten mit Soll-Daten verglichen werden. Anhand des Vergleichs der abgefragten Daten mit den Soll-Daten ist feststellbar, ob z. B. eine Leistungsschwäche des Refrigerators der Kryopumpe selbst vorliegt oder ob sich externe Veränderungen ergeben haben, z. B. eine Veränderung der Gaszu­sammensetzung, eine veränderte Gaslast, eine veränderte Strah­lungslast oder dergleichen.According to the invention, this object is achieved in that data of the cryopump are queried under different operating states and in that the queried data are compared with target data. Based on the comparison of the queried data with the target data, it can be determined whether e.g. B. a poor performance of Refrigerators of the cryopump itself is present or whether there have been external changes, e.g. B. a change in gas composition, a changed gas load, a changed radiation load or the like.

Eine typische Vorgehensweise bei der Diagnose einer Kryopumpe ist z. B. die folgende: Zunächst wird die Kryopumpe regeneriert, auf ca. 10⁻² mbar vorgepumpt und anschließend bei geschlossenem Hochvakuumventil kaltgefahren. Während des Kaltfahrens wird der Temperaturverlauf der Kältestufes des Refrigerators überwacht oder aufgenommen. Handelt es sich um eine Kryopumpe mit mehreren Kältestufen dann ist es zweckmäßig, die Temperatur aller Kälte­stufen aufzunehmen. Ist die zeitliche Entwicklung der Tempera­turen zu langsam oder die Zeit, bis zu der die bestimmte Tempe­ratur erreicht werden soll, zu lang (d. h. größer als bekannte Referenzwerte), dann kann eine unzulässige Wärmequelle oder eine Leckage vorhanden sein. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Refrigerator selbst Leistungsschwächen aufweist.A typical procedure for diagnosing a cryopump is e.g. B. the following: First, the cryopump is regenerated, pre-pumped to approx. 10⁻² mbar and then cold-run with the high vacuum valve closed. The temperature profile of the refrigeration level of the refrigerator is monitored or recorded during the cold operation. If it is a cryopump with several cooling levels, it is advisable to record the temperature of all cooling levels. If the development of the temperatures over time is too slow or the time until the specific temperature is to be reached is too long (i.e. greater than known reference values), there may be an inadmissible heat source or a leak. Another possibility is that the refrigerator itself has poor performance.

Ist die Kryopumpe regeneriert, dann kann zur weiteren Feststel­lung der Funktion der Pumpe die Netto-Kälteleistung des bzw. der Kältestufen gemessen werden. Dieses kann z. B. dadurch geschehen, daß die Kältestufen mit Hilfe einer von Hand oder automatisch geregelten Heizleistung erwärmt werden und dabei die Temperatur der Kältestufen beobachtet wird. Ist die Netto-Kälteleistung kleiner als die typischen, bekannten Referenzwerte für die jeweilige Pumpe, dann erbringt der Refrigerator keine ausrei­chende Leistung mehr.If the cryopump is regenerated, the net cooling capacity of the cooling stage (s) can be measured to further determine the function of the pump. This can e.g. B. happen that the cold stages are heated with the help of a manually or automatically controlled heating output and the temperature of the cold stages is observed. If the net cooling capacity is lower than the typical, known reference values for the respective pump, the refrigerator will no longer provide sufficient performance.

An diese Schritte kann sich die Beobachtung des Temperaturver­haltens unter Betriebsbedingungen anschließen. Steigt z. B. die Temperatur der zweiten Stufe nach dem Öffnen des Ventils schlag­artig über einen maximal zulässigen Wert an, dann kann die Gaslast zu hoch sein; eine unbekannte Störquelle kann vorhanden sein. Auch bei einer veränderten Gaszusammensetzung kann ein relativ schneller Temperaturanstieg eintreten. Steigt die Temperatur der ersten Stufe allmählich an, sinkt aber nach dem Schließen des Hochvakuumventils wieder ab, dann kann auf einen hohen Wasserdampfanteil geschlossen werden, der am Baffle kon­densiert ist. Der H₂O-Belag auf dem Baffle hat eine ähnliche Wirkung wie eine Schwärzung des Baffles, so daß die Strahlungs­last bei offenem Ventil zugenommen hat. Ist der Temperaturunter­schied insbesondere der ersten Stufe bei offenem und geschlos­senem Ventil unverhältnismäßig hoch, dann ist die thermische Strahlungsbelastung aus dem Rezipienten zu hoch. Maßnahmen zur Reduzierung der Strahlungslast sind dann zu treffen.These steps can be followed by the observation of the temperature behavior under operating conditions. Increases z. B. the temperature of the second stage after opening the valve suddenly to a maximum permissible value, then the gas load may be too high; an unknown source of interference may exist. A relatively rapid rise in temperature can also occur with a changed gas composition. The increases The temperature of the first stage gradually rises, but drops again after the high vacuum valve is closed, then it can be concluded that there is a high proportion of water vapor that is condensed on the baffle. The H₂O coating on the baffle has a similar effect to a blackening of the baffles, so that the radiation load has increased with the valve open. If the temperature difference, especially in the first stage with the valve open and closed, is disproportionately high, then the thermal radiation exposure from the recipient is too high. Measures to reduce the radiation load must then be taken.

Nicht nur die Beobachtung der Temperatur, sondern auch die Beobachtung des Druckes in der Pumpe kann zweckmäßig sein. Beobachtet man z. B. beim Regenerieren der Pumpe neben der Temperatur auch den Druck, dann sind Rückschlüsse auf die Art der freiwerdenden Gase möglich, da der Druckverlauf in Abhängigkeit von der Temperatur gasartabhängig ist.Not only the observation of the temperature, but also the observation of the pressure in the pump can be useful. If you observe z. B. when regenerating the pump not only the temperature but also the pressure, then conclusions can be drawn about the type of gases released, since the pressure curve depends on the temperature depending on the type of gas.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles für eine Kryopumpe mit Diagnose-Gerät erläutert werden.Further advantages and details of the invention will be explained with reference to an exemplary embodiment shown in the figure for a cryopump with a diagnostic device.

Die in der Figur dargestellte Kryopumpe 1 mit dem Gehäuse 2 umfaßt den nur teilweise dargestellten, zweistufigen Refrigerator 3, dessen Kältestufen mit 4 (erste Stufe) und 5 (zweite Stufe) bezeichnet sind. An der ersten Stufe 4 ist die topfförmige Pumpfläche bzw. Abschirmung 6 gut wärmeleitend befestigt, so daß diese gemeinsam mit dem von der Abschirmung 6 getragenen und gekühlten Baffle 7 den Innenraum 8 der Pumpe umschließt. Im Innenraum 8 befinden sich die Pumpflächen 10 der zweiten Refri­geratorstufe, welche gut wärmeleitend mit der zweiten Kältestufe 5 verbunden sind. Der mit dem Baffle 7 ausgerüsteten Eintritts­öffnung 9 der Pumpe ist ein schematisch dargestelltes Ventil 11 vorgelagert. Es umfaßt eine feste Scheibe 12 und eine drehbare Scheibe 13, welche jeweils im wesentlichen radiale Schlitzöff­nungen aufweisen. Durch Drehen der Scheibe 13 kann das Ventil betätigt werden.The cryopump 1 with the housing 2 shown in the figure comprises the only partially illustrated two-stage refrigerator 3, the cooling stages of which are designated 4 (first stage) and 5 (second stage). At the first stage 4, the pot-shaped pump surface or shield 6 is fastened in a heat-conducting manner, so that it encloses the interior 8 of the pump together with the baffle 7 carried and cooled by the shield 6. In the interior 8 there are the pump surfaces 10 of the second refrigerator stage, which are connected to the second cooling stage 5 with good thermal conductivity. The inlet opening 9 of the pump equipped with the baffle 7 is preceded by a schematically illustrated valve 11. It comprises a fixed disk 12 and a rotatable disk 13, each of which has essentially radial slot openings. The valve can be actuated by rotating the disk 13.

Das Gehäuse 2 der Kryopumpe 1 ist mit einem Anschlußstutzen 14 ausgerüstet, der ein mit 15 bezeichnetes Überwachungsgerät trägt. In diesem Gerät befindet sich eine Schaltung zur Versorgung von elektrischen Heizeinrichtungen 16 und 17, mit denen die Kälte­stufen 4 und 5 des zweistufigen Refrigerators 3 ausgerüstet sind. Für die Verbindungsleitungen 18 und 19 zwischen dem Überwa­chungsgerät 15 und den Heizeinrichtungen 16, 17 ist im Bereich von Flanschen 21, 22 am Versorgungsgerät 15 bzw. am Anschluß­stutzen 14 eine vakuumdichte Durchführung 23 vorgesehen.The housing 2 of the cryopump 1 is equipped with a connecting piece 14 which carries a monitoring device designated by 15. In this device there is a circuit for supplying electrical heating devices 16 and 17 with which the cooling stages 4 and 5 of the two-stage refrigerator 3 are equipped. A vacuum-tight bushing 23 is provided for the connecting lines 18 and 19 between the monitoring device 15 and the heating devices 16, 17 in the region of flanges 21, 22 on the supply device 15 and on the connecting piece 14.

In der Kryopumpe befinden sich ferner Temperatursensoren 24 und 25 (jeweils einer ist an den Kältestufen 4 und 5 vorgesehen), deren Meßleitungen 26 und 27 ebenfalls zum Überwachungsgerät 15 führen. Schließlich ist in der Pumpe 1 noch ein Drucksensor 28 untergebracht, dessen Meßleitung 29 ebenfalls zum Überwachungs­gerät 15 führt.In the cryopump there are also temperature sensors 24 and 25 (one each is provided on the cold stages 4 and 5), the measuring lines 26 and 27 of which likewise lead to the monitoring device 15. Finally, a pressure sensor 28 is also accommodated in the pump 1, the measuring line 29 also leading to the monitoring device 15.

Das Überwachungsgerät 15 ist mit Steckbuchsen 31 bis 34 ausge­rüstet, in die Stecker 35 bis 38 des Diagnose-Gerätes 39 ein­steckbar sind. Stecker 31 und Buchse 25 dienen der Stromversor­gung. Für den Fall, daß das Diagnose-Gerät 39 nicht am Versor­gungsgerät 15 bzw. an der Kryopumpe 1 angeschlossen ist, ist die Steckbuchse 31 aus einer anderen Stromquelle mit Spannung zu versorgen (Stecker 41). Die Heizeinrichtungen 16, 17 können dann z. B. dem Regenerieren der Pumpflächen 6, 7, 10 der Kryopumpe 1 dienen.The monitoring device 15 is equipped with sockets 31 to 34, into which plugs 35 to 38 of the diagnostic device 39 can be inserted. Plug 31 and socket 25 are used for power supply. In the event that the diagnostic device 39 is not connected to the supply device 15 or to the cryopump 1, the socket 31 is to be supplied with voltage from another power source (plug 41). The heaters 16, 17 can then z. B. serve the regeneration of the pump surfaces 6, 7, 10 of the cryopump 1.

Das Diagnose-Gerät 39 ist mit Instrumenten 42 bis 44 ausgerüstet, die das Ablesen der von den Sensoren 24, 25 und 28 gelieferten Werte gestatten. Die Skalen 42 und 43 dienen der Anzeige der Temperaturen T₁ und T₂. Die Skala 44 zeigt den in der Pumpe herrschenden Druck an. Das Druckmeßgerät 44 im Diagnose-Gerät ist nicht erforderlich, wenn die Kryopumpe selbst - wie häufig üb­lich - mit einem Druckmeßgerät ausgerüstet ist.The diagnostic device 39 is equipped with instruments 42 to 44 which allow the values supplied by the sensors 24, 25 and 28 to be read. The scales 42 and 43 are used to display the temperatures T₁ and T₂. The scale 44 shows the pressure prevailing in the pump. The pressure measuring device 44 in the diagnostic device is not required if the cryopump itself - as is often the case - is equipped with a pressure measuring device.

Zwei weitere Instrumente 45 und 46, jeweils mit einem Potentio­meter, einstellbar mit den Drehknöpfen 47, 48, sind vorgesehen. Mit Hilfe dieser Instrumente ist die Heizleistung der Heizein­richtungen 16 bzw. 17 einstellbar und meßbar. Dadurch wird es möglich, die Netto-Kälteleistung der beiden Kältestufen 4 und 5 zu messen. Das geschieht in der Weise, daß die Kaltköpfe auf eine bestimmte Temperatur (z. B. 80 K an der ersten Stufe und 20 K an der zweiten Stufe) gebracht werden. Die dazu erforderliche Heizleistung ist die Netto-Kälteleistung der Pumpe.Two further instruments 45 and 46, each with a potentiometer, adjustable with the knobs 47, 48, are provided. With the help of these instruments, the heating power of the heating devices 16 and 17 is adjustable and measurable. This makes it possible to measure the net cooling capacity of the two cooling stages 4 and 5. This is done in such a way that the cold heads are brought to a certain temperature (e.g. 80 K at the first stage and 20 K at the second stage). The heating capacity required for this is the net cooling capacity of the pump.

Zur Diagnose einer Kryopumpe der dargestellten Art wird zunächst das Diagnose-Gerät 39 mit dem Versorgungsgerät 15 verbunden, indem die dargestellten Stecker in die zugehörigen Buchsen eingeführt werden. Je nachdem in welchem Zustand sich die zu untersuchende Kryopumpe befindet, beginnt eine vollständige Diagnose entweder mit der Regeneration der Kryopumpe oder mit dem Kaltfahren, gegebenenfalls ergänzend auch während des Pumppro­zesses.To diagnose a cryopump of the type shown, the diagnostic device 39 is first connected to the supply device 15 by inserting the plugs shown into the associated sockets. Depending on the condition of the cryopump to be examined, a complete diagnosis begins either with regeneration of the cryopump or with cold driving, if necessary also during the pumping process.

Eine Vorstellung von der Art der beim Pumpen vorkommenden Gase erhält man, wenn man während des Regeneriervorganges der Kryopumpe gleichzeitig den Temperaturverlauf von T₂, T₁ sowie den Druck beobachtet und protokolliert. Entsteht z. B. ein deutlicher Druckanstieg schon nach kurzem Heizen bei etwa T₂ = 25 - 30 K, so wurde zuvor sehr viel Wasserstoff (bzw. ein anderes an der zweiten Stufe adsorbiertes Gas, d. h. He oder Ne) gepumpt. Entsteht ein signifikanter Druckanstieg weiterhin bei höheren Temperaturen (etwa T₂ etwas größer als 50 - 70 K), so rührt er von an der zweiten Stufe kondensierten Permanentgasen wie N₂, O₂ und Ar her. Eine große Menge gepumpten Wasserdampfes macht sich weiterhin dadurch bemerkbar, daß der zugehörige Druckanstieg beim Regenerieren erst bei T₁ > ca. 200 K einsetzt und trotz ständigen Weiterheizens der ersten Stufe relativ lange im mbar Bereich (Verdampfen des festen H₂O-Eises) anliegt, ggf. etliche 10 min.An idea of the type of gases occurring during pumping is obtained if one observes and records the temperature curve of T₂, T₁ and the pressure simultaneously during the regeneration process of the cryopump. Arises z. B. a significant pressure increase after a short heating at about T₂ = 25 - 30 K, a lot of hydrogen (or another gas adsorbed at the second stage, i.e. He or Ne) was pumped beforehand. If there is still a significant increase in pressure at higher temperatures (about T₂ somewhat larger than 50-70 K), it stems from permanent gases such as N₂, O₂ and Ar condensed at the second stage. A large amount of pumped water vapor is still noticeable by the fact that the associated pressure increase during regeneration only starts at T₁> approx. 200 K and, despite constant further heating of the first stage, is present for a relatively long time in the mbar range (evaporation of the solid H₂O ice), possibly several 10 min.

Während des Kaltfahrens der Kryopumpe kann die Temperaturänderung oder die Zeit beobachtet werden, in der bestimmte Temperaturen erreicht werden. Stimmen diese Werte nicht mit Soll-Werten überein, dann kann der Refrigerator selbst defekt sein. Auch die Messung der Netto-Kälteleistung der Kältestufen gibt über diesen Punkt Aufschlüsse. Die gleichzeitige Beobachtung des Druckes ermöglicht Aussagen über die Dichtheit des Ventils 11 oder anderen möglichen Undichtigkeiten an Flanschverbindungen, am Kryopumpen-Sicherheitsventil oder ähnlichem.During the cold running of the cryopump, the temperature change or the time at which certain temperatures can be observed can be achieved. If these values do not match the target values, the refrigerator itself may be defective. The measurement of the net cooling capacity of the cooling stages also provides information about this point. The simultaneous observation of the pressure enables statements about the tightness of the valve 11 or other possible leaks at flange connections, at the cryopump safety valve or the like.

Schließlich sind Diagnoseschritte auch bei in Betrieb befind­licher Kryopumpe möglich. Schließt man für kurze Zeit das Ventil 11, dann müssen Temperatursprünge mit einer bestimmten Größen­ordnung auftreten. Wie bereits eingangs erwähnt, ist ein zu hoher Temperaturanstieg nach einem Öffnen des Ventils 11 ein Zeichen dafür, daß die Strahlungslast aus dem Rezipienten zu hoch ist. Gegenmaßnahmen müssen dann getroffen werden.Finally, diagnostic steps are also possible when the cryopump is in operation. If the valve 11 is closed for a short time, temperature jumps of a certain magnitude must occur. As already mentioned at the beginning, an excessively high temperature rise after opening the valve 11 is a sign that the radiation load from the recipient is too high. Countermeasures must then be taken.

Claims (12)

1. Verfahren zur Überprüfung der Funktion einer refrigeratorbetriebenen Kryopumpe (1) mit einem Kaltkopf mit mindestens einer Kältestufe (4, 5), der mit einer Pumpfläche (6, 10) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeic­hnet, daß unter verschiedenen Betriebszuständen ver­schiedene Daten der Kryopumpe (1) abgefragt werden und daß die abgefragten Daten mit Soll-Daten verglichen werden.1. A method for checking the function of a refrigerator-operated cryopump (1) with a cold head with at least one cold stage (4, 5), which is equipped with a pumping surface (6, 10), characterized in that different data of the cryopump ( 1) are queried and that the queried data are compared with target data. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Temperatur der Kältestufe (4, 5) während der Kaltfahrens der Pumpe (1) überwacht und die zeitliche Änderung dieses Wertes oder die Zeit bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur mit einem entspre­chenden Soll-Wert verglichen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the cold stage (4, 5) monitors during the cold operation of the pump (1) and the change in time of this value or the time until a certain temperature is reached with a corresponding target value is compared. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Netto-Kälteleistung der Kältestufe (4, 5) gemessen und mit einem Sollwert verglichen wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the net cooling capacity of the cooling stage (4, 5) is measured and compared with a target value. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Temperatur der Kältestufe (4, 5) bei offenem und bei geschlossenem Ventil aufgenommen wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the cold stage (4, 5) is recorded with the valve open and with the valve closed. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß während der Regeneration neben der Temperatur auch der Druck in der Kryopumpe beobachtet wird.5. The method according to claim 1, characterized in that during the regeneration in addition to the temperature, the pressure in the cryopump is observed. 6. Verfahren nach mehreren oder allen vorhergehenden Ansprü­chen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensmaßnahmen nacheinander durchgeführt werden.6. The method according to several or all of the preceding claims, characterized in that the procedural measures are carried out in succession. 7. Für die Durchführung der Verfahren nach einem der vorherge­henden Ansprüche geeignete Kryopumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Kältestufe (4, 5) mit einer Heizeinrichtung (16, 17) sowie mit einem Temperatursensor (24, 25) ausgerüstet ist und daß sie über eine Leitungs­durchführung (23) mit einem Diagnose-Gerät (39) verbindbar ist.7. Suitable for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that the cold stage (4, 5) is equipped with a heating device (16, 17) and with a temperature sensor (24, 25) and that it has a Cable bushing (23) can be connected to a diagnostic device (39). 8. Kryopumpe nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß sich innerhalb der Kryopumpe (1) ein Drucksensor (28) befindet.8. Cryopump according to claim 7, characterized in that there is a pressure sensor (28) within the cryopump (1). 9. Kryopumpe nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Diagnose-Gerät (39) ein Tempera­turanzeigegerät (42, 43) sowie ein Instrument (45, 47 bzw. 46, 48) zur Einstellung und Messung der Heizleistung auf­weist.9. Cryopump according to claim 7, characterized in that the diagnostic device (39) has a temperature display device (42, 43) and an instrument (45, 47 or 46, 48) for setting and measuring the heating power. 10. Kryopumpe nach Anspruch 9, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Diagnose-Gerät (39) ein Druckmeß­gerät (44) aufweist.10. Cryopump according to claim 9, characterized in that the diagnostic device (39) has a pressure measuring device (44). 11. Kryopumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei- oder mehrstufig ausgebildet ist und daß jeder Kältestufe (4, 5) eine Heiz­einrichtung (16, 17), ein Temperatursensor (24, 25), ein Instrument (45, 47 bzw. 46, 48) zur Einstellung der Heiz­leistung sowie eine Temperaturanzeige (42, 43) zugeordnet sind.11. Cryopump according to one of claims 7 to 10, characterized in that it is designed in two or more stages and in that each cold stage (4, 5) a heating device (16, 17), a temperature sensor (24, 25), an instrument ( 45, 47 or 46, 48) for setting the heating output and a temperature display (42, 43) are assigned. 12. Kryopumpe nach Anspruch 11, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Instrumente (45, 47 und 46, 48) zur Einstellung und Messung der Heizleistung und die Tempera­turskalen (42, 43) Bestandteil eines separaten, mit der Kryopumpe 1 verbindbaren Diagnose-Gerätes (39) sind.12. Cryopump according to claim 11, characterized in that the instruments (45, 47 and 46, 48) for setting and measuring the heating power and the temperature scales (42, 43) form part of a separate diagnostic device (39 which can be connected to the cryopump 1 ) are.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4006755A1 (en) * 1990-03-03 1991-09-05 Leybold Ag Two-stage cryopump
DE4491062B4 (en) * 1993-02-26 2004-03-18 Helix Technology Corp., Mansfield Cryogenic vacuum pump with electronically controlled or regulated regeneration
TWI485327B (en) * 2011-05-13 2015-05-21 Sumitomo Heavy Industries Cryogenic pump system, cryogenic pump regeneration method
GB2601321A (en) * 2020-11-25 2022-06-01 Edwards Vacuum Llc Monitoring the performance of a cryopump

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5157928A (en) * 1988-09-13 1992-10-27 Helix Technology Corporation Electronically controlled cryopump
US6022195A (en) 1988-09-13 2000-02-08 Helix Technology Corporation Electronically controlled vacuum pump with control module
US6318093B2 (en) 1988-09-13 2001-11-20 Helix Technology Corporation Electronically controlled cryopump
US4918930A (en) * 1988-09-13 1990-04-24 Helix Technology Corporation Electronically controlled cryopump
JPH0497538A (en) * 1990-08-14 1992-03-30 Horiba Ltd Cryostat
CA2096419A1 (en) * 1990-11-19 1992-05-20 Gerd Flick Process for regenerating a cryopump and suitable cryopump for implementing this process
JPH04303186A (en) * 1991-03-29 1992-10-27 Aisin Seiki Co Ltd Regenerating device for cryopump
US5651667A (en) * 1991-10-11 1997-07-29 Helix Technology Corporation Cryopump synchronous motor load monitor
US6902378B2 (en) 1993-07-16 2005-06-07 Helix Technology Corporation Electronically controlled vacuum pump
US5513499A (en) * 1994-04-08 1996-05-07 Ebara Technologies Incorporated Method and apparatus for cryopump regeneration using turbomolecular pump
US5582017A (en) * 1994-04-28 1996-12-10 Ebara Corporation Cryopump
US6257001B1 (en) * 1999-08-24 2001-07-10 Lucent Technologies, Inc. Cryogenic vacuum pump temperature sensor
US6318091B1 (en) 1999-10-28 2001-11-20 Helix Technology Corporation Cryopump system with modular electronics
US7127901B2 (en) 2001-07-20 2006-10-31 Brooks Automation, Inc. Helium management control system
US6920763B2 (en) * 2003-06-27 2005-07-26 Helix Technology Corporation Integration of automated cryopump safety purge
US20040261424A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Helix Technology Corporation Integration of automated cryopump safety purge with set point
EP1780414B1 (en) * 2003-06-27 2008-08-13 Helix Technology Corporation Integration of automated cryopump safety purge
US6895766B2 (en) * 2003-06-27 2005-05-24 Helix Technology Corporation Fail-safe cryopump safety purge delay
JP4686572B2 (en) 2008-05-14 2011-05-25 住友重機械工業株式会社 Cryopump, vacuum exhaust system, and diagnostic method thereof
JP5184995B2 (en) 2008-07-04 2013-04-17 住友重機械工業株式会社 Cryopump
JP5123103B2 (en) * 2008-08-20 2013-01-16 住友重機械工業株式会社 Cryopump
JP4912438B2 (en) * 2009-07-16 2012-04-11 住友重機械工業株式会社 Cryopump and cryopump monitoring method
JP5084794B2 (en) * 2009-07-22 2012-11-28 住友重機械工業株式会社 Cryopump and cryopump monitoring method
US9174144B2 (en) * 2012-04-20 2015-11-03 Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America Inc Low profile cryopump
JP2023120890A (en) * 2022-02-18 2023-08-30 住友重機械工業株式会社 Cryopump and operation method of the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1984000404A1 (en) * 1982-07-06 1984-02-02 Helix Tech Corp Means for periodic desorption of a cryopump
US4614093A (en) * 1985-04-06 1986-09-30 Leybold-Heraeus Gmbh Method of starting and/or regenerating a cryopump and a cryopump therefor
EP0250613A1 (en) * 1986-06-23 1988-01-07 Leybold Aktiengesellschaft Cryopump and method of operating this cryopump

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4380236A (en) * 1981-09-14 1983-04-19 Baxter Travenol Laboratories, Inc. Fluid pump
US4667477A (en) * 1985-03-28 1987-05-26 Hitachi, Ltd. Cryopump and method of operating same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1984000404A1 (en) * 1982-07-06 1984-02-02 Helix Tech Corp Means for periodic desorption of a cryopump
US4614093A (en) * 1985-04-06 1986-09-30 Leybold-Heraeus Gmbh Method of starting and/or regenerating a cryopump and a cryopump therefor
EP0250613A1 (en) * 1986-06-23 1988-01-07 Leybold Aktiengesellschaft Cryopump and method of operating this cryopump

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4006755A1 (en) * 1990-03-03 1991-09-05 Leybold Ag Two-stage cryopump
DE4491062B4 (en) * 1993-02-26 2004-03-18 Helix Technology Corp., Mansfield Cryogenic vacuum pump with electronically controlled or regulated regeneration
TWI485327B (en) * 2011-05-13 2015-05-21 Sumitomo Heavy Industries Cryogenic pump system, cryogenic pump regeneration method
GB2601321A (en) * 2020-11-25 2022-06-01 Edwards Vacuum Llc Monitoring the performance of a cryopump

Also Published As

Publication number Publication date
US4958499A (en) 1990-09-25
JPH0211870A (en) 1990-01-16

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